A61N5/1049—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam

A—HUMAN NECESSITIES

A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE

A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION

A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges

A61B90/10—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges for stereotaxic surgery, e.g. frame-based stereotaxis

A61B2090/101—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges for stereotaxic surgery, e.g. frame-based stereotaxis for stereotaxic radiosurgery

Die Bestrahlungstherapie ist für diese Krankheiten eine anerkannte therapeutische Methode, da ein nachgewiesener Zusammenhang ihrer Wirkung mit einem Therapieeffekt beim Patienten besteht. The radiation therapy is a recognized therapeutic method for these diseases, as a proven their combined impact is with a therapeutic effect in the patient.Mittels eines Linearbeschleunigers können zB ein Kopftumor, aber auch andere erkrankte Körperteile behandelt werden. By means of a linear accelerator, for example, can a head tumor, but other diseased body parts can be treated.Hierzu ist natürlich zunächst eine genaue Lokalisation der erkrankten Partien, in diesem Beispielsfall des Tumors, notwendig. For this course is first an exact localization of the diseased parts, in this example case, the tumor is necessary.Diese kann mit Hilfe einer Computertomographie durchgeführt werden, wobei der Patient schon während der Tomographie ein Referenzsystem, bei Gehirntumoren meist einen Kopfring, trägt. This can be done using a computer tomography, where the patient already during the imaging of a reference system in brain tumors usually a head ring bears.Durch eine präzise Lokalisation und Erfassung der Form des Tumors eröffnet sich die Möglichkeit, die Strahlendosis auf Normalgewebe zu reduzieren, während gleichzeitig das erkrankte Gewebe mit einer erwünschten höheren Dosis behandelt werden kann. By a precise localization and detection of the shape of the tumor, the possibility of reducing the radiation dose to normal tissue, while at the same time the diseased tissue may be treated with a desired higher dose opened.Bei der Auswertung der Tomographiedaten wird die genaue Lage des Tumors bezüglich des Referenzsystems unter Verwendung dreier Koordinatenachsen festgelegt. In the evaluation of imaging data, the exact location of the tumor relative to the reference system using three coordinate axes is determined.Hierbei wird auch die Position des Bestrahlungszielpunktes, das sogenannte Isozentrum, im Tumor errechnet. Here, the position of the irradiation target point, the so-called isocenter, calculated in the tumor.In einigen Fällen kann es auch notwendig sein, zwei Isozentren zu bestimmen. In some cases it may be necessary to determine two isocenters.

Nachdem nunmehr die Lage des Tumors und des Bestrahlungszielpunktes relativ zu einem am Kopf verbleibenden oder mit hoher Genauigkeit reproduzierbar wieder anbringbaren Referenzsystem feststeht, besteht die Notwendigkeit, zumindest das Isozentrum zur Bestrahlung von au ßen so zu markieren, dass es mit dem Strahl eines Linearbeschleunigers getroffen und behandelt werden kann. Having now described the location of the tumor and the irradiation target point remaining relative to a head or reproducibly with high accuracy again is fixed attachable reference system, there is a need, at least in the isocentre for irradiating au SEN to mark so that it met with the beam of a linear accelerator and can be treated.

Gemäß dem gegenwärtigen Stand der Technik wird hierzu eine Verankerungseinrichtung auf das Referenzsystem, dh den Kopfring, aufgesetzt. According to the present state of the art this is an anchoring device to the reference system, that is, the head ring placed.Diese Verankerungseinrichtung kann zB die Form eines nur aus den Seitenkanten bestehenden Quaders haben, der, wenn er am Referenzsystem angebracht ist, den Kopf des Patienten umgibt. This anchoring device can have for example the shape of a consisting only of the lateral edges of the cuboid, which, when attached to the reference system surrounds the patient's head.In diesem Fall sind zwischen zwei Seitenkanten des Quaders wiederum Zwischenschienen angebracht, die entlang dieser Seitenkanten an Skalen verschiebbar und einstellbar sind, und damit einer Markierungseinrichtung, zB einem prismenförmigen Körper die Möglichkeit geben, mit der Genauigkeit der Skalen auf einen Punkt der entsprechenden Flächen eingestellt zu werden. In this case, between two side edges of the parallelepiped are in turn mounted between rails which are displaceable along these side edges to scale and adjustable, and thus provide a marking device, such as a prismatic body the option set by the accuracy of the scales on a point of the corresponding surfaces to become.

Ein großer Nachteil dieser vorbeschriebenen Vorrichtung betrifft die relative Ungenauigkeit, mit der sich die Projektion des Isozentrums auf den jeweiligen Seitenflächen der Verankerungseinrichtung mittels der Skalen einstellen lässt. A great disadvantage of this device described above relates to the relative lack of precision, with which the projection of the isocenter can be adjusted by means of the scale on the respective side surfaces of the anchoring means.Diese Einstellung wird manuell vorgenommen und kann naturgemäß die Genauigkeit der Skala nicht übertreffen (etwa 0,5 mm). This adjustment is made manually, and can of course not exceed the accuracy of the scale (about 0.5 mm).Gerade für die strahlentherapeutische Behandlung ist aber die genaue Festlegung des Isozentrums sehr wichtig, da Schädigungen der den Tumor umgebenden gesunden Bereiche unbedingt zu vermeiden sind. but just for the radiotherapeutic treatment, the exact definition of the isocenter is very important as damage to the surrounding healthy tumor areas must be avoided.

Ein weiterer großer Nachteil der konventionellen Vorrichtung besteht darin, dass die Übertragung der aus der Tomographie erhaltenen Daten auf das Skalensystem einen manuellen Schritt erfordert, bei dem die große Gefahr besteht, dass erhaltene Koordinaten bei der Einstellung verwechselt werden. Another major disadvantage of the conventional apparatus is that the transfer of the data obtained from the imaging of the scale system requires a manual step in which the great danger exists that coordinates obtained be confused when setting.Eine solche Verwechslung kann im schlimmsten Fall dazu führen, dass gesunde Hirnbereiche bestrahlt und damit geschädigt werden, wobei dies bei der Bestrahlung kritischer Strukturen zu bleibenden Schädigungen des Seh- oder Sprechvermögens und sogar zum Tode des Patienten führen kann. Such confusion can lead to healthy brain regions are irradiated and damaged it, and this may result in the exposure of critical structures in permanent damage to the vision or ability to speak and even to death of the patient in the worst case.

Weitere Nachteile betreffen die relativ geringe Anschaulichkeit dieser Positionierungsmethode, die eine visuelle Überprüfung der Korrektheit des Markierungspunktes kaum zulässt, sowie die Schwierigkeiten, weitere Informationen, zB die Form des Tumors im Umriss zu kennzeichnen. Other disadvantages relate to the relatively low clarity this positioning method to identify a visual check of the correctness of the marking point hardly permits, and the difficulties more information, such as the shape of the tumor in outline.Es ist ebenfalls schwer möglich, mehrere Projektionen von Bestrahlungszentren an dieser Vorrichtung einzustellen. It is also difficult to set a plurality of projections radiation centers on this device.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Erfassen der Position von Bestrahlungszielpunkten zur Verfügung zu stellen, die die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik überwindet. It is the object of the present invention to provide an apparatus for detecting the position of the irradiation target points are available which overcomes the above described disadvantages of the prior art.Insbesondere soll eine genaue und verlässliche Positionierung eines oder mehrerer Bestrahlungszielpunkte ermöglicht werden. In particular, an accurate and reliable positioning of one or more irradiation target points to be made possible.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Erfassen der Position von Bestrahlungszielpunkten gelöst, die gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 ausgestaltet ist. This object is achieved by a device for detecting the position of the irradiation target points, which is designed according to the characterizing part of claim 1.

Der Vorteil, die Markierungseinrichtung bei einer Vorrichtung gemäß der Erfindung aus mehreren den Koordinatenpunkt räumlich festlegenden computerbedruckten Flächenmaterialien auszubilden, liegt zunächst einmal darin, dass die aus der Computertomographie erhalten Daten in ihrer Umsetzung als auf eine Fläche projizierte Positionierungskoordinaten sehr genau auf das Flächenmaterial übertragen werden können. The advantage to design the marking device in a device according to the invention of a plurality of the coordinate point spatially fixing computer printed sheet materials, is first of all that can be made of the computed received data in its implementation as projected onto a surface positioning coordinates very accurately on the sheet material transfer ,Hierbei besteht die Möglichkeit, eine Genauigkeit von 0,1 mm zu erreichen. There is the possibility to achieve an accuracy of 0.1 mm.Dies ist vor allem im Hinblick auf die Vermeidung der Schädigung gesunder Bereiche eine sehr wichtige Verbesserung. This is a very important improvement, especially with regard to the prevention of damage to healthy areas.Auch ist es durch eine computergesteuerte Erzeugung der Projektion des Koordinatenpunktes auf Flächenmaterialien möglich, mehrere Bestrahlungszielpunkte auf ein Flächenmaterialstück aufzubringen, falls die Form der erkannten Partie dies erforderlich macht. It is also possible by a computer-controlled production of the projection coordinates of the point on surface materials, apply a plurality of irradiation target points on a sheet material piece, if the shape of the detected part makes this necessary.

Ein zweiter, fast noch höher zu bewertender Vorteil der Vorrichtung, die gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestaltet ist, liegt darin, dass ein bei der Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik notwendiger manueller Schritt bei der Koordinatenfestlegung eliminiert wird. A second, almost even higher to be evaluated advantage of the device which is designed according to the present invention is that a is eliminated in the apparatus according to the prior art manual necessary step in establishing the coordinates.Die gefährliche Fehlerquelle, die eine Verwechslung der Koordinaten beim Einstellen des Zielpunktes darstellt, wird erfindungsgemäß dadurch ausgeschlossen, dass durch das automatische Bedrucken der Flächenmaterialien mittels des Computers, der seine Daten vom Tomographen erhält, immer die mit den entsprechend richtigen Koordinaten aufgedruckten Zielpunktprojektionen auf die entsprechend richtigen Flächenmaterialien aufgedruckt werden, die hierbei gleichzeitig vom Computer so markiert werden können, dass jeder Irrtum bei ihrer Anbringung ausgeschlossen ist. The dangerous source of errors, which is a mix-up of the coordinates in setting the target point is, according to the invention eliminated in that by the automatic printing on the surface of materials by means of the computer, which receives its data from the scanner, always printed with the corresponding correct coordinates destination point projections on the corresponding right surface materials are printed, which can be marked by the computer so this same time that every error is excluded from its mounting.

Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Verankerungseinrichtung ein rechtwinkliges, Würfel- oder quaderfömiges, auf einer Seite offenes Gehäuse auf, das an den Seitenflächen Aufnahmen für die computerbedruckten Flächenmaterialien hat. In one embodiment of the device according to the invention the anchoring device has a rectangular, cube or quaderfömiges, open on one side housing, which has at the side surfaces receptacles for the computer-printed surface materials.Das bewährte System, eine Verankerungseinrichtung wie oben beschrieben auszugestalten, lässt sich damit auch sehr gut auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung übertragen, wobei das Material für die Verankerungseinrichtung aus geeigneten leichten aber stabilen Werkstoffen ausgewählt werden kann. The tried and tested system, an anchoring means as described above to design, can also be transmitted very well to a device according to the invention thus, the material can be selected for the anchoring means of suitable lightweight but strong materials.

Es besteht weiterhin die Möglichkeit, die Umrisse des zu bestrahlenden Körpers, beispielsweise eines Tumors, mit auf die Flächenmaterialien aufzutragen, was die Anschaulichkeit für die Behandelnden sehr erhöht und außerdem eine weitere visuelle Kontrolle der richtigen Einstellung des Bestrahlungszielpunktes liefert. There is also the possibility of the contours of the body to be irradiated, such as a tumor, applied with the surface materials, which greatly increases the clarity of the treated and also provides an additional visual check of the correct adjustment of the irradiation target point.

Bevorzugt sind die Aufnahmen und die zugehörigen Flächenmaterialstücke mit jeweils für eine Seite des Gehäuses passenden Positionierungsmarken versehen. the recordings and the corresponding surface material pieces, each with matching for one side of the housing, positioning marks are preferably provided.Diese Positionierungsmarken können so angeordnet werden, dass jeweils nur auf der richtigen Seite der Verankerungseinrichtung die Positionierungsmarken der Aufnahmen und der Flächenmaterialstücke übereinstimmen, so dass auf diese Weise schon durch gebührende Sorgfalt ausgeschlossen wird, dass ein falsches Flächenmaterialstück in eine Aufnahme eingesetzt werden kann. These location marks can be arranged so that each match the positioning marks of the images and the surface material pieces only on the right side of the anchoring device, so that excluded in this way already taking due care to ensure that a wrong sheet material piece can be inserted into a receptacle.Hierdurch wird wiederum eine ordnungsgemäße Behandlung des Patienten sichergestellt. In this way, a proper treatment of the patient is again assured.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind die Aufnahmen und die computerbedruckten Flächenmaterialien so ausgestaltet, dass jeweils nur das einer Aufnahme zugehörige Flächenmaterialstück in diese Aufnahme eingelegt werden kann. In a particularly preferred embodiment of the device according to the present invention, the recording and computer-printed sheet materials are configured so that only the receiving of a corresponding sheet material piece can be inserted in this recording.Die Größe und Form der Aufnahmen und der Flächenmaterialstücke können hierbei für jede verwendete Seite der Verankerungseinrichtung so ausgestaltet werden, dass es unmöglich ist, ein Flächenmaterialstück in eine falsche Aufnahme einzulegen und damit Behandlungsfehler zu riskieren. The size and shape of the recordings and the surface material pieces can be configured in such a case for each side used the anchor means that it is impossible to insert a sheet material piece in the wrong receptacle, thereby risking treatment failure.So kann eine nicht sachgemäße Bestrahlung aufgrund der Verwechslung von Koordinatenmarkierungspunkten mit bis zu 100%-iger Sicherheit vermieden werden. So one improper exposure due to the confusion of the coordinates marking points with up to 100% certainty can be avoided.

Zur weiteren Erläuterung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nunmehr auf die beiliegenden Figurenblätter Bezug genommen. To further illustrate the apparatus of the invention reference will now be made to the accompanying figure leaves.Es zeigen: Show it:

Damit wird erkennbar, dass der festzulegende Koordinatenpunkt, mit dem der Tumor lokalisiert ist, an vier Flächen mit jeweils zwei Projektionspunkten markiert wird. So that the coordinate point to be determined, with which the tumor is located, is highlighted on four surfaces each having two projection points will be appreciated.Es stehen also für einen im Raum mit drei Koordinatenwerten festgelegten Punkt insgesamt acht Koordinatenwerte zur Verfügung. So there are a total of eight coordinate values ​​available for a fixed in space with three coordinate values ​​point.Bei angesetzten computerbedruckten Folien kann damit mittels dieser Überbestimmung nochmals eine visuelle Kontrolle der richtigen Anordnung der Markierungspunkte durchgeführt werden. In the next computer printed films so that a visual check of the correct arrangement of the marking points can be carried out by means of this over-determination again.

Auf der Vorderseite C sind vier Positionierungsmarken On the front C are four positioning marks14 14, in diesem Fall in einen Kreis eingezeichnete Kreuze vorgesehen. , Drawn in this case in a circle crosses provided.Die dieser Seite zugeordnete computerbedruckte Folie weist ebenfalls in derselben Position angezeichnete gleichartige Positionierungsmarken auf, so dass dann, wenn beim Anbringen und Festklemmen der Folie alle Marken miteinander übereinstimmen, davon ausgegangen werden kann, dass die Folie richtig angeordnet ist und der Bestrahlungszielpunkt in der Position dieser Seite korrekt festgelegt ist. The side associated computer-printed film also has the same position scribed similar positioning marks, so that when all the marks coincide with each other in mounting and clamping of the film, it can be assumed that the film is properly positioned and the irradiation target point in the position of these page is set correctly.Die Positionierungsmarken sind an jeder der Seiten anders angeordnet, so dass schon deshalb keine Verwechslung bei den Folien möglich ist, weil sich eine falsche computerbedruckte Folie nicht so auf einer nicht dazugehörigen Seite anordnen lasst, dass die Kreuzmarkierungen übereinstimmen. The positioning marks are arranged on each of the sides different, so for that reason there is no confusion in the films, because an incorrect computer printed film not so on a non-associated side arranging let that cross marks match.

Aus der From the2 2, die in der obigen Darstellung eine obere Platte der Vomchtung gemäß der vorliegenden Erfindung sowie eine Schnittdarstellung des Befestigungsmechanismus, dh der Klemmen , In the above illustration of a top plate of the Vomchtung according to the present invention and a sectional view of the mounting mechanism, ie the terminals12a 12a, der Führungsschienen , The guide rails11a 11aund der Schrauben and the screw13a 13azeigt, wird noch einmal das Befestigungsprinzip dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung deutlich. shows the fastening principle of this embodiment of the present invention will become apparent once again.In eine Nut Into a groove16 16in der oberen Platte A ist die Führungsschiene in the upper plate A is the guide rail11a 11aeingesetzt. used.Mittig in dieser Führungsschie ne ist eine Schraube Centrally in this guiding slide ne is a screw13a 13a, hier eine Rändelschraube, in ein Gewinde in der Führungsschiene eingeschraubt und drückt mit ihrer unteren Fläche von oben auf eine Befestigungsklemme A knurled screw, here screwed into a thread in the guide rail and presses with its bottom surface on top of a mounting clamp12a 12a, wodurch diese Klemme Whereby this terminal12a 12ain der Lage ist, eine computerbedruckte Folie auf der oberen Fläche der Seite A zusammen mit der gegenüberliegenden Befestigungsvorrichtung festzuklemmen und zu positionieren. is capable of a computer-printed sheet on the top surface of the side A clamp together with the opposite fastening device and position.

Wie ebenfalls ersichtlich wird, dient der über die Platte C vorstehende Teil As is also apparent is the projecting part over the plate C11C 11Cder Platte A als Führungsschiene für eine auf der Seite C anzubringende computerbedruckte Folie. A plate of a guide rail for one to be mounted on the side C computer printed film.Die ebenfalls aus einer Rändelschraube Which also consists of a knurled screw13c 13cund einer Klemme and a terminal12c 12cbestehende Befestigungsvorrichtung der Seite C entspricht ansonsten in Funktion und Wirkung derjenigen der Oberseite A. existing fastening device of the page C is otherwise similar in function and effect to that of the top A.

Durch geeignete Konstruktionsmaßnahmen, zB an jeder Seite unterschiedlich abgesetzte Kanten in den Führungsschienen oder ähnliche Gestaltungsmaßnahmen ist es bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung sehr leicht möglich, die Führungen oder die Platten so auszubilden, dass jeweils nur die zugehörige computerbedruckte Folie auf der jeweiligen Seite A, B, C oder D anbringbar ist. By suitable design measures, for example on each side different remote edges in the guide rails or similar design measures, it is very easily possible with the present embodiment of the invention to form the guides or the plates so that only the associated computer-printed sheet on the respective side A, B, C or D can be attached.Damit wird auf einfache Weise ein sehr sicheres System zur Festlegung von Bestrahlungszielpunkten zur Verfügung gestellt. This will put a very safe system of setting irradiation target points available easily.

In der In the3 3ist eine Ablichtung einer in eine Aufnahme der Seite A einzusetzende Folie dargestellt. a photocopy of an inserted into a receptacle of the side A film is shown.Die Folie ist mit der Bezeichnung A für die Seitenfläche A und mit Positionierungsmarken, auch hier in einen Kreis eingezeichnete Kreuze, versehen, die nur beim richtigen Einsetzen der Folie in die Aufnahme mit den dort befindlichen Markierungen in Übereinstimmung zu bringen sind. The film is provided with the label A for the side surface A and with positioning marks, also drawn in a circle crosses, which are to be only in the proper direction of insertion of the film into the receptacle with the indicia located there in conformity.Ein aus X- und Y-Koordinaten bestehendes Koordinatensystem wird rechtwinklig auf der Folie aufgespannt. An existing from the X and Y coordinates of coordinate system is perpendicular clamped on the slide.

Mit den aus der Computertomogaphie erhaltenen Daten sind zwei Isozentren With the results obtained from the data Computertomogaphie two isocenters1 1und and2 2als Projektionen auf diese Fläche mit Kreuzen markiert, so dass die Erfassung des Zielpunktes durch den Strahl des Linearbeschleunigers hier mit der Genauigkeit des Computerausdrucks vorgenommen werden kann. marked as projections on that surface with crosses, so that the detection of the target point can be carried out by the beam of the linear accelerator here with the accuracy of the computer printout.Um die Anschaulichkeit zu verbessern und eine nochmalige visuelle Kontrolle durch den Behandelnden zu ermöglichen sind die vom Computer erfassten Umrisse des zu behandelnden Tumors ebenfalls auf der Folie aufgedruckt. To improve the clarity and to enable a repeated visual inspection by the attending the captured from the computer outline of the tumor to be treated are also printed on the film.